Projekt FlexiCut Ergebnisse – Darstellung einer Bearbeitungszelle für die kombinierte Bearbeitung von CFK-Bauteilen

Kurzfassung

Die Marktanforderungen an Flugzeughersteller verlangen von diesen eine Erhöhung der Stückzahl bei zugleich steigenden und strikt einzuhaltenden Qualitätsanforderungen unter wachsendem Preisdruck. Gleichzeitig fordern die Flugzeugkäufer ein geringeres Flugzeuggewicht sowie geringere Kosten während der Lebensdauer. Weiterhin werden aufgrund gestiegener Anforderungen an die Umweltverträglichkeit des Flugverkehrs und durch die steigenden Treibstoffpreise die in Gebrauch befindlichen Flugzeuge voraussichtlich schneller ersetzt als ursprünglich angedacht. Aus diesen Gründen wird eine automatisierte Herstellung von Flugzeugbauteilen angestrebt, welche in Verbindung mit hohen Stückzahlen eine Senkung der Stückkosten mit sich bringt. Bezogen auf die Bauteilherstellung unter Verwendung von endlosfaserverstärkten CFK-Halbzeugen kann dies auch eine automatisierte Nachbearbeitung des fertig konsolidierten Bauteils bedeuten sofern dies wirtschaftlich sinnvoll ist. Im industriellen Umfeld kann es eine sinnvolle Vorgehensweise sein, zunächst die grundsätzliche Tauglichkeit eines Konzeptes als Gemeinschaftsprojekt zu prüfen und anschließend unter Einbeziehung der gewonnenen Erkenntnisse eine angepasste Lösung im eigenen Unternehmen zu realisieren. So wurde im Rahmen des FlexiCut-Projektes am ZLP-Augsburg eine prototypische Zelle zur kombinierten Bearbeitung von Bauteilen realisiert, welche zur Nachbearbeitung von CFK-Bauteilen eingesetzt werden kann. Dieser Vortrag stellt die Bearbeitungszelle vor und die bis hierhin durchgeführten Bearbeitungsversuche. Die Zelle besteht aus einem Werkzeugmagazin und zwei mit Endeffektoren bestückten Vertikal-Knickarmrobotern die samt einer eigens für diese Zelle entwickelte Spannvorrichtung in einer Laserschutzkabine angeordnet wurden. Innerhalb dieser Zelle kann eine kombinierte Laser- und Fräsbearbeitung vorgenommen werden. Weiterhin können Bohrbearbeitungen an Bauteilen durchgeführt werden. Die Steuerungskomponenten, die Laserquelle sowie der Leitstand sind außerhalb der Laserschutzkabine angeordnet. Die Bearbeitungsversuche wurden an projektspezifischen Testbauteilen durchgeführt welche die Flexibilität und Leistungsfähigkeit der Zelle darstellen.